過氧化氫的純化方法和過氧化氫溶液與流程

本發明涉及過氧化氫的純化方法和過氧化氫溶液。
背景技術：
：過氧化氫是用于各種工業應用中的產品，特別是在電子和食品加工工業中。現有的生產過氧化氫的方法導致在產物中存在低濃度的雜質或礦物或有機污染物。此外，由于過氧化氫對于許多金屬材料的腐蝕性，過氧化氫的運輸或儲存可能伴隨著污染物如Fe，Cu，Mn或Cr的增加。通常，存在于過氧化氫溶液中的污染物可以是過氧化氫分解的催化劑。使用穩定劑以限制過氧化氫的分解是已知的。還已知使過氧化氫純化以便例如通過在樹脂或膜上的蒸餾或過濾來減少污染物的含量。因此，文獻US4,879,043描述了使用反滲透來純化具有5至50重量％滴度的過氧化氫物流。文獻US6,333,018描述了在不存在穩定劑的情況下使用反滲透來純化具有60至70重量％滴度的過氧化氫物流。文獻WO2005/033005描述了過氧化氫在至少兩個步驟中的純化，例如反滲透步驟，然后是與吸附樹脂接觸的步驟。實際上，對于過氧化氫所希望的規格根據工業應用而變化。因此，對于在化妝品、藥??學或食品加工中的調節應用，需要非常高的純度。然而，對于大規模市場應用（在化學中或在紙漿的生產中），所產生的過氧化氫通常具有高得多的污染物含量。然而，存在對中間等級的需要，例如在過酸，特別是過乙酸的生產領域中。換句話說，在一定程度上，希望改善用于大規模市場應用類型的過氧化氫的純度，具有相對低的成本價格并且使用簡單的方法，而不使用在用于調節應用中的復雜技術。技術實現要素：本發明首先涉及一種過氧化氫的純化方法，包括：-提供含有高于50重量％含量的過氧化氫以及至少一種穩定劑的起始物流；-純化起始物流的單一步驟，所述單一步驟由通過反滲透的純化組成；-在所述單一純化步驟結束時收集經純化物流，其中通過反滲透的純化包括：-使起始物流通過第一膜；-收集來自所述第一膜的滲透物和滯留物；-使來自第一膜的滲透物通過第二膜；收集來自所述第二膜的滲透物和滯留物，所述經純化物流由來自所述第二膜的滲透物組成。根據一種實施方式，借助于包括在吸附樹脂上通過的方法來制備起始物流。根據一種實施方式，起始物流含有至少55重量％，優選至少60重量％的過氧化氫。根據一種實施方式，穩定劑選自磷酸鹽或焦磷酸鹽，錫鹽，有機磷化合物，特別地膦酸鹽，羧酸，硼酸鹽，硝酸鹽和它們的組合，穩定劑優選是焦磷酸鈉和錫酸鈉的混合物。根據一種實施方式，通過反滲透的純化包括：-使起始物流通過單個膜；-收集來自該膜的滲透物和滯留物，經純化物流由滲透物組成。根據一種實施方式，通過反滲透的純化包括：-使起始物流通過第一膜；-收集來自第一膜的滲透物和滯留物；-使來自第一膜的滲透物通過第二膜；-收集來自所述第二膜的滲透物和滯留物，所述經純化物流由來自所述第二膜的滲透物組成。根據一種實施方式，通過反滲透的純化在聚酰胺、聚哌嗪、聚丙烯腈或聚砜類型膜上進行，并且優選在聚砜載體上的聚酰胺膜上進行。根據一種實施方式，經純化物流包含：-小于100mg/kg的總有機碳；-小于5mg/kg的磷；-小于0.04mg/kg的鐵；和-小于0.1mg/kg的鉻和鎳的總和。根據一種實施方式，起始物流的純化使用一個或多個膜，所述膜使用大于或等于1周，優選大于或等于2周，或大于或等于3周，或大于或等于4周的時間。本發明還涉及含有大于50重量％的過氧化氫的溶液，其還含有至少一種穩定劑，并且包含：-小于100mg/kg的總有機碳；-小于5mg/kg的磷；-小于0.04mg/kg的鐵；和-小于0.1mg/kg的鉻和鎳的總和。根據一種實施方式，該溶液含有至少55重量％，優選至少60重量％的過氧化氫。根據一種實施方式，穩定劑選自磷酸鹽或焦磷酸鹽，錫鹽，有機磷化合物和特別是膦酸鹽，羧酸，硼酸鹽，硝酸鹽和它們的組合，穩定劑優選是焦磷酸鈉和錫酸鈉的混合物。根據一種實施方式，穩定劑的含量為5-50mg/kg溶液。本發明允許克服現有技術的缺點。更特別地，它允許以低成本價格和相對簡單的方法生產具有介于在大規模市場應用的規格和調節應用的規格之間的規格的過氧化氫。具體實施方式現在將在后面的說明書中非限制性地并更詳細地描述本發明。除非另有說明，否則所提及的所有濃度或含量均為重量值。本發明規定提供含有高于50wt％含量的過氧化氫的起始物流。該起始物流優選直接來自過氧化氫生產單元，并且除了任選在其生產期間通過吸附樹脂之外，沒有通過預先純化。它是過氧化氫的水溶液。本發明有利地應用于含有至少52％，至少55％，至少58％，至少60％，至少62％或至少65％的過氧化氫的起始物流。起始物流含有至少一種穩定劑。該穩定劑通常直接在生產單元的出口處進行添加。穩定劑含量為1至400mg/kg，優選5至300mg/kg。作為穩定劑，可以使用例如磷酸鹽或焦磷酸鹽，錫鹽，有機磷化合物，特別是膦酸鹽，羧酸，硼酸鹽，硝酸鹽或它們的組合。優選的穩定劑是焦磷酸鈉和錫酸鈉的混合物，其每kg產品含有1-150mg每種穩定劑，優選每kg產品含有15-100mg每種穩定劑，優選每kg產品含有20-110mg每種穩定劑，優選每kg產品含有25-120mg每種穩定劑。本發明規定了起始物流的單一純化步驟，其是通過反滲透的純化步驟。因此，本發明排除了通過其它技術，例如蒸餾，離子交換，暴露于臭氧或暴露于紫外線輻射，超濾或納濾等的純化步驟的存在。通過反滲透的純化步驟可以包括在反滲透膜上的單次通過，或在反滲透膜上的多次通過的序列，特別是在反滲透膜上兩次或三次通過的序列。在反滲透膜上的多次通過的序列可以通過串聯布置反滲透單元來進行。當然，也可以根據所需的流速并行布置反滲透單元。在本發明的范圍中使用的反滲透膜是聚酰胺、聚哌嗪、聚丙烯腈或聚砜類型的半滲透膜，并且優選是在聚砜載體上的聚酰胺膜。在反滲透膜上的每個通過步驟使得可以收集滲透物和滯留物，滲透物是貧化污染物的部分。通過施加合適的壓力迫使在膜上通過。也可以使富含污染物的滯留物增值，例如為對應于較低規格的過氧化氫的形式。如果純化僅僅一部分起始物流，則可以將滯留物與起始物流的另一部分（未進行純化）混合。滲透流速可以例如在10-200L/h.m2之間，優選在20-180L/h.m2之間，優選在50-150L/h.m2之間。壓力可以例如在10-80巴之間，優選在15-70巴之間，優選在25-40巴之間。FCV（體積濃縮因子，以進料流速與滯留物流速的比率進行計算）可以例如在1-10之間，優選在1.2-8之間，優選在1.5-5之間，優選在2-4之間。在過氧化氫物流的通過反滲透的純化中產生的問題是過氧化氫具有化學侵蝕所述膜的趨勢，特別是當其以高濃度存在時。因此，文獻US4,879,043教導了僅對于含有小于50％的過氧化氫的物流使用反滲透。本發明人發現，在含有大于50％的過氧化氫的物流的存在下，某些膜的壽命不超過幾小時或幾天。相反地，某些膜對過氧化氫具有較高的耐受性，并且可以連續使用至少1，2，3，或甚至4周。實施例以下實施例說明但不限制本發明。在該實施例中，比較了在通過反滲透的純化(在單一步驟中或在兩個步驟中，標記為“OI”)之前和之后，用110mg焦磷酸鈉和30mg錫酸鈉（表示為Na2SnO3·3H2O）/kg溶液穩定的包含60％過氧化氫的溶液S中的各種污染物的含量，通過反滲透的純化使用KOCHTFC-XR反滲透膜，在以下條件下：壓力：35巴，溫度：22℃，FCV：2.5，滲透流速：70L/h.m2進行。所測試的起始溶液S具有典型的大規模生產的過氧化氫的規格。溶液S已借助于包括在吸附樹脂上通過的方法進行制備。也指出了通常用于生產過乙酸的規格。結果在下表中給出（“COT”表示：總有機碳）。金屬的含量通過標準NFENISO17294-2和NFENISO11885中描述的方法進行了測定；COT通過在標準NFEN1484中描述的方法進行了測定。SS+1步驟OIS+2步驟OI規格示例COT(mg/kg)24010040<100P(mg/kg)4592<5Fe(mg/kg)0.30.050.03<0.04Sn(mg/kg)13.50.70.03-Cr+Ni(mg/kg)0.15<0.1<0.1<0.1當前第1頁1 2 3